CH645960A5

CH645960A5 - BALL SCREW DRIVE.

Info

Publication number: CH645960A5
Application number: CH209380A
Authority: CH
Inventors: Guenter Blaurock; Ernst Albert; Horst Altrock
Original assignee: Star Kugelhalter Gmbh Dt
Priority date: 1979-04-11
Filing date: 1980-03-17
Publication date: 1984-10-31
Also published as: FR2454025B1; ES249948U; ES249948Y; JPH0127303B2; JPS55139550A; GB2046868A; US4357838A; GB2046868B; DE2914756A1; IT1136142B; DE2914756C2; IT8012464A0; FR2454025A1; IT8015142V0

Description

Die Erfindung betrifft einen Kugelschraubtrieb mit einer Spindel und einem Mutternkörper, welcher eine durch die Spindel zu einem schraubenförmigen Kugellaufkanal ergänzte innere schraubenförmige Nut aufweist und eine Schar von endlos umlaufenden Kugeln aufnimmt, wobei in dem Mutternkörper ein axial verlaufender Kugelrückführ-kanal eingebracht ist und an den beiden Übergängen zwischen dem schraubenförmigen Kugellaufkanal einerseits und dem axialen Rückführkanal andererseits je ein Umlenkstück in einer seinem Umriss angepassten, die Innenumfangsfläche des Mutternkörpers anschneidenden Aussparung der jeweiligen Endfläche des Mutternkörpers eingesetzt ist, welches jeweils eine tangential in den Kugellaufkanal hineinragende, die Kugeln von der Spindel abhebende Ablenknase für die Kugeln trägt, sowie einen aus einem tangentialen Geradstück und einem nachfolgenden Bogenstück bestehenden Umlenkkanal zur Überführung der Kugeln aufweist. The invention relates to a ball screw drive with a spindle and a nut body, which has an inner screw-shaped groove which is supplemented by the spindle to form a helical ball runner channel and which receives a host of endlessly rotating balls, an axially extending ball return channel being introduced into the nut body and attached to the Both transitions between the helical ball race channel on the one hand and the axial return channel on the other hand, each a deflection piece is inserted in a recess of the respective end face of the nut body that fits the contour and cuts the inner peripheral surface of the nut body, each of which has a tangent protruding into the ball race channel and lifting the balls off the spindle Deflection nose for the balls carries, and has a deflection channel consisting of a tangential straight piece and a subsequent arc piece for transferring the balls.

Ein solcher Kugelschraubtrieb ist aus der DE-PS 24 37 497 bekannt. Dieser bekannte Kugelschraubtrieb hat verschiedene Nachteile: Such a ball screw drive is known from DE-PS 24 37 497. This known ball screw drive has several disadvantages:

Der Umlenkkanal in den Umlenkstücken ist im wesentlichen auf seiner ganzen Länge mit einem geschlossenen, kreisförmigen Querschnitt ausgebildet. Demzufolge lässt sich das beschriebene Umlenkstück nur mit ganz speziellen Verfahren herstellen, wobei unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten das Gussverfahren zu nennen ist (siehe insbesondere Anspruch 3 der DE-PS 24 37 497). Es wurde festgestellt, dass das Gussverfahren wegen seiner hohen Herstellungskosten und wegen erheblicher Fertigungstoleranzen wenig geeignet ist. The deflecting channel in the deflecting pieces is essentially formed over its entire length with a closed, circular cross section. Accordingly, the deflection piece described can only be produced using very special processes, the casting process being mentioned from an economic point of view (see in particular claim 3 of DE-PS 24 37 497). It was found that the casting process is not very suitable due to its high manufacturing costs and due to considerable manufacturing tolerances.

Der Übergang vom schraubenförmigen Kugellaufkanal zum Umlenkkanal hat sich in der Praxis auch nicht als völlig stossfrei erwiesen, und zwar deshalb, weil die Kugeln nicht nur im nasenseitigen Umfangbereich des Umlenkkanals einen Übergang von dem Spindelnutenboden des Kugellaufkanals in das Umlenkstück durchlaufen müssen, sondern auch im gegenüberliegenden Umfangsbereich einen Übergang zwischen dem Material des Mutternkörpers und dem Material des Umlenkstücks überlaufen müssen. Diese Übergänge sind umso bedenklicher durch die relativ grossen Fertigungstoleranzen des notwendigerweise anzuwendenden Gussherstellungsverfahrens. Es hat sich gezeigt, dass Kugel-stösse an den Übergängen auftreten. The transition from the helical ball race channel to the deflection channel has also not proven to be completely smooth in practice, because the balls not only have to pass through a transition from the spindle groove bottom of the ball race channel to the deflection piece in the nose-side circumferential area of the deflection channel, but also in the opposite one Circumferential area must cross a transition between the material of the nut body and the material of the deflection piece. These transitions are all the more worrying due to the relatively large manufacturing tolerances of the casting production process that is necessarily to be used. It has been shown that bullet strikes occur at the transitions.

Weiter sind die im Gussverfahren hergestellten Umlenkteile relativ spröde, so dass eine Bruchgefahr, insbesondere im Bereich der Ablenknase, besteht. Furthermore, the deflection parts produced in the casting process are relatively brittle, so that there is a risk of breakage, particularly in the region of the deflection nose.

Es wurde weiter festgestellt, dass bei der bekannten Aus645 960 It was also found that in the known Aus645 960

führungsform die Radialausdehnung der Umlenkstücke so gross wird, dass bei dem Bestreben einer Aussendurchmesser-Verringerung der Mutter die Wandstärke der Mutter im Bereich des Umlenkstücks eine unzuträglich dünne Wandstärke annimmt, so dass die Gefahr der Entstehung von Rissen beim Härten und auch im Betrieb beim Auftreten von Stössen besteht. the radial expansion of the deflecting pieces becomes so large that, if an attempt is made to reduce the outside diameter of the nut, the wall thickness of the nut in the area of the deflecting piece assumes an unacceptably thin wall thickness, so that there is a risk of cracking during hardening and also in operation if Bumps.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelschraubtrieb der eingangs bezeichneten Art so herzustellen, dass das Umlenkstück unter Vermeidung des ungeeigneten Giessverfahrens durch billigere und formgenauere Verfahren, insbesondere Kunststoff-Spritzverfahren, hergestellt werden kann, und dass ein ruhigerer Lauf der Kugeln beim Übergang von dem KugellaufTcanal zu dem Rückführkanal erzielt wird. The invention has for its object to produce a ball screw drive of the type mentioned in such a way that the deflection piece can be manufactured by avoiding the unsuitable casting process by cheaper and more precise methods, especially plastic injection molding, and that the balls run smoother at the transition from the Ball Run Canal to the return duct is achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass der Umlenkkanal in seinem nasenfernen Umfangsbereich offen ist, und dass die Kugeln in diesem Bereich einer achsparallelen ersten Begrenzungsfläche der Aussparung folgen, welche stetig und im wesentlichen tangential an den Nutenboden der Mutternut anschliesst. To achieve this object, it is proposed according to the invention that the deflection channel is open in its peripheral region remote from the nose, and that the balls in this region follow an axially parallel first boundary surface of the recess, which connects continuously and essentially tangentially to the groove base of the nut groove.

Bei der erfindungsgemässen Ausführungsform bereitet das Herstellen des Umlenkstücks im Spritzverfahren, insbesondere Kunststoff-Spritzverfahren, keine Schwierigkeiten mehr, weil der Umlenkkanal auf seiner ganzen Länge offen ist. Die Herstellung des Umlenkstücks im Spritz verfahren führt zu höherer Herstellungsgenauigkeit, was an sich schon einen ruhigeren Lauf der Kugeln in der Umlenkung ermöglicht. Das Offenlassen des Umlenkkanals in dem von der Ablenknase abgelegenen Umfangsbereich ermöglicht es, die Kugeln auf ihrem ganzen Umlaufweg ohne Unterbrechung an dem Material des Mutternkörpers anliegend laufen zu lassen, und zwar über leicht und daher exakt bearbeitbare Flächen; an keiner Stelle des Umlaufwegs tritt ein Materialwechsel in der Kugelführung auf, der sich über den ganzen Querschnitt der Kugelführung erstrecken würde. In the embodiment according to the invention, the manufacture of the deflection piece in the spraying process, in particular plastic spraying process, no longer presents any difficulties because the deflection channel is open along its entire length. The production of the deflection piece by spraying leads to higher manufacturing accuracy, which in itself enables the balls in the deflection to run more smoothly. The fact that the deflection channel is left open in the circumferential region remote from the deflecting lug makes it possible for the balls to run against the material of the nut body without interruption over their entire circumferential path, namely over easily and therefore precisely machinable surfaces; at no point in the circulation path does a material change occur in the ball guide that would extend over the entire cross section of the ball guide.

Das Offenlassen der Kugelumlenkkanäle führt weiter dazu, dass das Umlenkstück radial (bezogen auf die Achse des Mutternkörpers) geringere Ausdehnung erhält, und deshalb im Bereich der entsprechenden Aussparung die Mut-ternrestwandstärke nicht so dünn wird, wie sie unter vergleichbaren Verhältnissen bei der bekannten Ausführungsform nach der DE-PS 24 37 497 wird. Leaving the ball deflection channels open further leads to the fact that the deflection piece is given less radial expansion (in relation to the axis of the nut body), and therefore in the area of the corresponding recess the nut residual wall thickness does not become as thin as it does under comparable conditions in the known embodiment DE-PS 24 37 497.

Eine aus der US-PS 2 166 106 bekannte Ausführungsform ist hinsichtlich der Herstellung des Umlenkstücks und des Umlenkverhaltens genauso nachteilig wie die weiter oben diskutierte Lösung nach der DE-PS 24 37 497. Zwar tritt bei der Lösung nach der US-PS 2 166 106 die Schwierigkeit mit der Wandstärken-Verringerung des Mutternkörpers durch die Aussparung für das Umlenkstück nicht mehr auf; sie wird aber nur deshalb vermieden, weil auf die geschlossene Umfangsfläche des Mutternkörpers überhaupt verzichtet wurde und das Umlenkstück durch eine in radialer Richtung durchgehend offene Ausnehmung des Mutternkörpers eingeführt wird mit der zusätzlichen Problematik einer genauen radialen Festlegung des Umlenkstücks in dem Mutternkörper. An embodiment known from US Pat. No. 2,166,106 is just as disadvantageous with regard to the manufacture of the deflecting piece and the deflecting behavior as the solution according to DE-PS 24 37 497 discussed above. Admittedly, the solution according to US Pat the difficulty with reducing the wall thickness of the nut body due to the recess for the deflection piece no longer applies; however, it is only avoided because the closed peripheral surface of the nut body has been dispensed with at all and the deflection piece is introduced through a recess of the nut body that is continuously open in the radial direction, with the additional problem of a precise radial fixing of the deflection piece in the nut body.

Aus der GB-PS 892 612 ist eine Ausführungsform bekannt, bei welcher der Umlenkkanal in dem Umlenkstück auf seiner ganzen Länge offen ist, so dass von der Herstellung her keine Schwierigkeiten auftreten. Bei dieser bekannten Ausführungsform macht aber der Umlenkkanal, in Achsrichtung der Spindel betrachtet, im unmittelbaren Anschluss an den Kugellaufkanal einen scharfen Knick nach radial aussen (siehe Figur 2 der GB-PS 892 612), so dass ein ruhiger Lauf der Kugeln auch hier nicht gewährleistet ist und der Lauf vielmehr rauh und schwergängig ist. From GB-PS 892 612 an embodiment is known in which the deflection channel in the deflection piece is open along its entire length, so that no difficulties arise from the manufacture. In this known embodiment, however, the deflection channel, viewed in the axial direction of the spindle, makes a sharp bend radially outward in the direct connection to the ball race channel (see FIG. 2 of GB-PS 892 612), so that smooth running of the balls is not guaranteed here either and the barrel is rather rough and stiff.

Die exakte Positionierung des Umlenkstücks ist schwierig The exact positioning of the deflection piece is difficult

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

645960 645960

zu lösen. Ein nahtloser Übergang zwischen dem Kugellaufkanal und dem Umlenkkanal im Sinne der Erfindung liegt nicht vor, wobei insbesondere zu beachten ist, dass die Kugeln am Übergang vom Kugellaufkanal zum Umlenlc-kanal in ihren - bezogen auf die Spindelachse jeweils radial äusseren Oberflächenbereichen - im Gegensatz zur erfin-dungsgemässen Lösung nicht durch fortgesetzte Berührung mit dem Material des Mutternkörpers geführt sind. to solve. There is no seamless transition between the ball race channel and the deflection channel in the sense of the invention, it being particularly important to note that the balls at the transition from the ball race channel to the deflection channel in their - in relation to the spindle axis - radially outer surface areas - in contrast to the inventions -developed solution are not performed by continued contact with the material of the nut body.

Zum Stand der Technik gehört auch noch eine GB-PS 957 330; bei dieser befinden sich die Umlenkstücke aber nicht im Mutternkörper sondern in an dem Mutternkörper angeschraubten Endscheiben; die Umlenkstücke sind in diese Endscheiben durch radial bis aussen durchgehende Aussparungen eingeschoben. Die genaue Ausgestaltung des Umlenkstücks ist äusserst dürftig beschrieben und lässt keine vollständige Lösung für das Problem einer ruhigen, stoss-freien Kugelführung im Bereich der Umlenkung erkennen. The prior art also includes a GB-PS 957 330; in this case the deflection pieces are not located in the nut body but in end plates screwed onto the nut body; the deflection pieces are inserted into these end disks through recesses which extend radially to the outside. The exact design of the deflection piece is described very poorly and does not reveal a complete solution to the problem of a quiet, shock-free ball guide in the area of the deflection.

Darüberhinaus werden Detailmassnahmen angezeigt, die sämtliche den Zielen einer einfachen Herstellung des Mutternkörpers, einer einfachen Herstellung des Umlenkstücks, einer einfachen Montage des Umlenkstücks in dem Mutternkörper und einer ruhigen Führung der Kugeln im Bereich der Umlenkung dienen. Im einzelnen sind diese Ausführungsformen in den abhängigen Ansprüchen definiert. In addition, detailed measures are displayed, all of which serve the goals of simple manufacture of the nut body, simple manufacture of the deflection piece, simple assembly of the deflection piece in the nut body and smooth guidance of the balls in the region of the deflection. In particular, these embodiments are defined in the dependent claims.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es stellen dar: The accompanying figures explain the invention using exemplary embodiments. They represent:

Figur 1 einen Längsschnitt durch den Mutternkörper eines erfindungsgemässen Kugelschraubtriebs ohne Spindel, jedoch mit Umlenkstück und mit Kugeln, in Betrachtungsrichtung I der Figur 2; 1 shows a longitudinal section through the nut body of a ball screw drive according to the invention without a spindle, but with a deflection piece and with balls, in viewing direction I of FIG. 2;

Figur 2 eine Endansicht des Kugelschraubtriebs gemäss Figur 1 in Pfeilrichtung II der Figur 1 mit eingesetzter geschnittener Spindel; FIG. 2 shows an end view of the ball screw drive according to FIG. 1 in the direction of arrow II of FIG. 1 with the spindle cut;

Figur 3 einen vergrösserten Längsschnitt entsprechend Figur 1, jedoch ohne Umlenkstücke und ohne Kugeln; FIG. 3 shows an enlarged longitudinal section corresponding to FIG. 1, but without deflection pieces and without balls;

Figur 4 eine Endansicht in Richtung des Pfeiles IV der Figur 3, teilweise im Schnitt nach Linie A-A der Figur 3; Figure 4 is an end view in the direction of arrow IV of Figure 3, partly in section along line A-A of Figure 3;

Figur 5 eine Einzelheit bei der Figur 4 im Schnitt, entsprechend dem Schnitt A-A der Figur 4; Figure 5 shows a detail of Figure 4 in section, corresponding to section A-A of Figure 4;

Figur 6 eine Vergrösserung des Schnitts gemäss Figur 4; 6 shows an enlargement of the section according to FIG. 4;

Figur 7 einen Schnitt nach Linie B-B der Figur 6; Figure 7 is a section along line B-B of Figure 6;

Figur 8 eine Ansicht eines Umlenkstücks in Richtung des Pfeiles II der Figur 1; Figure 8 is a view of a deflection in the direction of arrow II of Figure 1;

Figur 9 eine Ansicht eines Umlenkstücks in Richtung des Pfeiles IX der Figur 8; FIG. 9 shows a view of a deflection piece in the direction of arrow IX in FIG. 8;

Figur 10 einen Schnitt nach Linie C-C der Figur 9; Figure 10 shows a section along line C-C of Figure 9;

Figur 11 einen vergrösserten Ausschnitt der Figur 2; FIG. 11 shows an enlarged section of FIG. 2;

Figur 12 einen Schnitt nach Linie D-D der Figur 11; Figure 12 is a section along line D-D of Figure 11;

Figur 13 eine vergrösserte Ansicht, entsprechend Figur 11 bei einer abgewandelten Ausführungsform; Figure 13 is an enlarged view corresponding to Figure 11 in a modified embodiment;

Figur 14 einen Schnitt nach Linie E-E der Figur 13; Figure 14 is a section along line E-E of Figure 13;

Figur 15 einen vergrösserten Schnitt, entsprechend Figur 11 bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform; Figure 15 is an enlarged section, corresponding to Figure 11 in a further modified embodiment;

Figur 16 einen Schnitt nach Linie F-F der Figur 15. FIG. 16 shows a section along line F-F of FIG. 15.

In Figuren 1 und 2 sind ein Mutternkörper mit 10, eine Spindel mit 11 bezeichnet. Dieser Mutternkörper 10 weist eine schraubenförmig verlaufende Mutternut 12 von halbkreisförmigem Querschnitt in seiner inneren Umfangsfläche 14 auf. Angrenzend an die Endfläche 16 ist in die innere Umfangsfläche eine Ausdrehung 18 eingebracht, wobei die Art der Herstellung der Ausdrehung 18 beliebig ist. Von der Endfläche 16 her ist in den Mutternkörper eine prismatische Aussparung 20 eingelassen. In Figur 1 erkennt man bei 22 die achsnormale Endfläche dieser Aussparung; die achsparallelen Begrenzungsflächen 24 (erste Begrenzungsfläche) und 26 (zweite Begrenzungsfläche) sind in Figur 2 zu ersehen. In die Aussparung 20 ist ein Umlenkstück 28 eingesetzt und durch einen Niet 30 befestigt. Die Einzelheiten der Form und Befestigung des Umlenkstücks 28 ergeben sich aus späteren Figuren. In Figures 1 and 2, a nut body with 10, a spindle with 11 is designated. This nut body 10 has a helical nut groove 12 of semicircular cross section in its inner peripheral surface 14. Adjacent to the end surface 16, a recess 18 is introduced into the inner peripheral surface, the type of production of the recess 18 being arbitrary. A prismatic cutout 20 is made in the nut body from the end face 16. In Figure 1 one can see at 22 the axially normal end face of this recess; the axially parallel boundary surfaces 24 (first boundary surface) and 26 (second boundary surface) can be seen in FIG. A deflection piece 28 is inserted into the recess 20 and fastened by a rivet 30. The details of the shape and fastening of the deflection piece 28 result from later figures.

In Figur 6 erkennt man die genaue Umrissform der Aussparung 20. Dabei ist insbesondere zu ersehen, dass die erste Begrenzungsfläche 24 der Aussparung 20 im wesentlichen stetig und tangential an den Nutengrund 32 der Mutternut 12 anschliesst, welche in den gerundeten Auslauf 34 der ersten Begrenzungsfläche 24 einmündet. Die zweite Begrenzungsfläche 26 mündet über einen gerundeten Auslauf 36 in die Innenumfangsfläche des Mutternkörpers 10 ein. Die Figur 6 lässt weiter erkennen, dass ein axial gerichteter Kugelrück-führkanal 38 tangential an der geradlinigen ersten Begrenzungsfläche 24 der Aussparung 20 anliegt. The precise outline shape of the recess 20 can be seen in FIG. 6. It can be seen in particular that the first boundary surface 24 of the recess 20 connects essentially continuously and tangentially to the groove base 32 of the nut groove 12, which extends into the rounded outlet 34 of the first boundary surface 24 flows into. The second boundary surface 26 opens into the inner peripheral surface of the nut body 10 via a rounded outlet 36. FIG. 6 further shows that an axially directed ball return duct 38 bears tangentially against the rectilinear first boundary surface 24 of the recess 20.

Figuren 6 und 7 lassen ein Nietloch 40 erkennen, welches den Mutternkörper von der Aussenumfangsfläche 42 bis zur Aussparung 20 durchsetzt, und zwar im Bereich desjenigen Teils der Aussparung, welcher axial mit der Ausdrehung 18 zusammenfällt. In die erste Begrenzungsfläche 24 ist, wie insbesondere aus Figuren 6 und 7 zu ersehen, eine Ausnehmung 44 eingelassen, welche von dem Nietloch 40 angeschnitten wird. FIGS. 6 and 7 show a rivet hole 40 which penetrates the nut body from the outer circumferential surface 42 to the recess 20, in the region of that part of the recess which coincides axially with the recess 18. A recess 44, which is cut by the rivet hole 40, is let into the first boundary surface 24, as can be seen in particular from FIGS. 6 and 7.

Figur 5 zeigt in vergrösserter Darstellung nochmal den stetigen tangentialen Übergang der ersten Begrenzungsfläche 24 in den Nutengrund 32 der Mutternut 12. FIG. 5 shows again in an enlarged representation the continuous tangential transition of the first boundary surface 24 into the groove base 32 of the nut groove 12.

In den Figuren 8 bis 12 erkennt man im Detail das Umlenkstück 28. Dieses Umlenkstück 28 weist eine erste Anlagefläche 46 zur Anlage an der ersten Begrenzungsfläche 24 der Aussparung 20 auf. Über der ersten Anlagefläche 46 erhebt sich ein Vorsprung 48 zum Eingriff in die Ausnehmung 44 der ersten Begrenzungsfläche 24. Durch die Ausnehmung 44 und den Vorsprung 48 wird das Umlenkstück 28 in axialer Richtung in der Aussparung 20 festgelegt. Der Vorsprung 48 befindet sich, wie aus Figur 9 ersichtlich, in einem Fortsatz 50 des Umlenkstücks 28, welcher sich im eingebauten Zustand im Bereich der Ausdrehung 18 befindet. Im Bereich des Vorsprungs 48 befindet sich ein Nietloch 52, das im eingebauten Zustand mit dem Nietloch 40 des Mutternkörpers fluchtet und gemeinsam mit diesem einen Befestigungsniet aufnimmt. Eine zweite Anlagefläche 54 des Umlenkstücks ist zur Anlage an der zweiten Begrenzungsfläche 26 der Aussparung 20 bestimmt. Eine Innenumfangsfläche 56 des Umlenkstücks fluchtet mit der Innenumfangsfläche 14 des Mutternkörpers. Gegenüber der Innenumfangsfläche 56 des Umlenkstücks 28 springt eine Schraubenrippe 58 vor, welche in denjenigen letzten Gang der Spindelnut 60 (Figur 11) eingreift, aus dem die Kugeln heraus in den Rück-führkanal 38 umzulenken sind. The deflection piece 28 can be seen in detail in FIGS. 8 to 12. This deflection piece 28 has a first contact surface 46 for contacting the first boundary surface 24 of the recess 20. A projection 48 rises above the first contact surface 46 for engagement in the recess 44 of the first boundary surface 24. The deflection piece 28 is fixed in the axial direction in the recess 20 by the recess 44 and the projection 48. The projection 48 is, as can be seen from FIG. 9, in an extension 50 of the deflection piece 28, which is in the installed state in the region of the recess 18. In the area of the projection 48 there is a rivet hole 52 which, when installed, is aligned with the rivet hole 40 of the nut body and, together with the latter, receives a fastening rivet. A second contact surface 54 of the deflection piece is intended for contact with the second boundary surface 26 of the recess 20. An inner peripheral surface 56 of the deflection piece is aligned with the inner peripheral surface 14 of the nut body. A screw rib 58 projects opposite the inner peripheral surface 56 of the deflection piece 28 and engages in the last gear of the spindle groove 60 (FIG. 11) from which the balls are to be deflected into the return channel 38.

In das Umlenkstück ist von der ersten Anlagefläche 46 her ein Umlenkkanal 62 eingelasen, der sich aus einem tangentialen Geradstück 64 und einem Bogenstück 66 zusammensetzt. Das Geradstück 64 verläuft, wie aus Figur 9 zu ersehen, über der Schraubenrippe 58 und bildet zusammen mit dieser eine Ablenknase 68. Der Umlenkkanal 62 des Umlenkstücks 28 ist, wie aus Figur 10 ersichtlich, zur ersten Anlagefläche 46 hin offen, was bedeutet, dass die Kugeln 70 die erste Begrenzungsfläche 24 der Aussparung 20 berühren können. Der Umlenkkanal 62 des Umlenkstücks 28 umschliesst, wie Figur 10 zeigt, die Kugeln 70 auf einem Bogen a von mehr als 180°. A deflection channel 62, which is composed of a tangential straight piece 64 and an arc piece 66, is injected into the deflection piece from the first contact surface 46. The straight piece 64 runs, as can be seen from FIG. 9, over the screw rib 58 and forms a deflecting nose 68 together with it. The deflecting channel 62 of the deflecting piece 28 is, as can be seen from FIG. 10, open to the first contact surface 46, which means that the balls 70 can touch the first boundary surface 24 of the recess 20. The deflection channel 62 of the deflection piece 28, as shown in FIG. 10, encloses the balls 70 on an arc a of more than 180 °.

In Figur 8 ist mit 72 die Innenumfangsfläche des Fortsatzes 50 bezeichnet, die mit der Innenumfangsfläche der Ausdrehung 18 bündig liegt. Das Nietloch 52 schneidet die Innenumfangsfläche 72 des Fortsatzes 50 an. In FIG. 8, 72 denotes the inner circumferential surface of the extension 50, which lies flush with the inner circumferential surface of the recess 18. The rivet hole 52 cuts the inner peripheral surface 72 of the extension 50.

Figur 11 zeigt das eingebaute Umlenkstück 28 und lässt insbesondere erkennen, wie die Ablenknase 68 in die Spindelnut 60 bis nahe an den Spindelnutgrund 74 eingreift, um die aus dem letzten Gang der Spindelnut 60 kommenden FIG. 11 shows the installed deflection piece 28 and, in particular, shows how the deflection nose 68 engages in the spindle groove 60 up to close to the spindle groove base 74, in order to avoid those coming from the last gear of the spindle groove 60

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

645 960 645 960

Kugeln 70 aus diesem letzten Gang herauszuschaufeln und in den Umlenkkanal 62, und zwar zunächst in dessen tangentiales Geradstück 64, einzuleiten. Dabei bleiben die Kugeln 70 in Berührung mit dem Material des Mutternkörpers 10, indem sie zunächst auf dem Nutengrund 32 der Mutternut 12 und danach auf der ersten Begrenzungsfläche 24 der Aussparung 20 laufen. Figur 11 lässt auch einen Niet 76 erkennen, durch den das prismatische Umlenkstück 28 in der Aussparung 20 festgehalten ist. Mit 78 ist die äussere Hüllfläche der Spindel bezeichnet. Scooping balls 70 out of this last gear and introducing them into the deflection channel 62, initially in its tangential straight piece 64. The balls 70 remain in contact with the material of the nut body 10 by first running on the groove base 32 of the nut groove 12 and then on the first boundary surface 24 of the recess 20. FIG. 11 also shows a rivet 76 by means of which the prismatic deflection piece 28 is held in the recess 20. With 78 the outer envelope surface of the spindle is designated.

Figur 12 lässt den stetigen Anschluss (in einer Abwicklung betrachtet) zwischen einer Spindelnut und dem tangentialen Geradstück 64 des Umlenkkanals 62 erkennen, ebenso die Einmündung des Bogenstücks 66 des Umlenkkanals 62 in den Rückführungskanal 38 des Mutternkörpers 10. FIG. 12 shows the continuous connection (viewed in a development) between a spindle groove and the tangential straight piece 64 of the deflection channel 62, as well as the opening of the curved piece 66 of the deflection channel 62 into the return channel 38 of the nut body 10.

Figur 12 lässt erkennen, dass die Kugeln 70 in dem Umlenkkanal 62 an dessen beiden in Achsrichtung des Mutternkörpers beabstandeten Umfangsbereichen 80 und 82 durch das Material des Umlenkstücks 28 geführt sind (siehe auch Figuren 9 und 10). FIG. 12 shows that the balls 70 in the deflection channel 62 are guided through the material of the deflection piece 28 at its two circumferential regions 80 and 82 spaced apart in the axial direction of the nut body (see also FIGS. 9 and 10).

Der Einbau des Umlenkstücks 28 in die Aussparung 20 erfolgt vor dem Einsetzen der Spindel 11, wobei das Umlenkstück 28 senkrecht zu der ersten Begrenzungsfläche 24 an diese angenähert wird, so dass der Vorsprung 48 im wesentlichen radial, bezogen auf die Spindelachse, in die Ausnehmung 44 eintreten kann. The deflecting piece 28 is installed in the cutout 20 before the spindle 11 is inserted, the deflecting piece 28 being approximated perpendicularly to the first boundary surface 24, so that the projection 48 is essentially radial with respect to the spindle axis in the recess 44 can occur.

In der Ausführungsform nach Figuren 13 und 14 sind analoge Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in den Ausführungsformen nach Figuren 1 bis 12, jeweils vermehrt um die Zahl 100. In the embodiment according to FIGS. 13 and 14, analog parts are provided with the same reference numerals as in the embodiments according to FIGS. 1 to 12, each increased by the number 100.

Die Aussparung 120 weist in der Ausführungsform nach Figur 13 eine weitere, nämlich die dritte Begrenzungsfläche 184 auf, an welcher das Umlenkstück 128 mit einer dritten Anlagefläche 186 anliegt. In der dritten Begrenzungsfläche 184 ist eine weitere Ausnehmung 188 vorgesehen, welche einen weiteren Vorsprung 190 der Anlagefläche 186 aufnimmt. Um die Vorsprünge 148 und 190 in die Ausnehmungen 144 und 188 einrasten zu können, ist im Umlenkstück 128 ein Schlitz 192 vorgesehen, welcher ein Zusammen-5 federn der Anlageflächen 146 und 186 erlaubt. In der ersten Begrenzungsfläche 124 ist ferner eine Haltekammer 194 vorgesehen, welche einen Haltevorsprung 196 aufnimmt. Der Haltevorsprung 196 ist an der Anlagefläche 146 des Umlenkstücks 128 befestigt und kann in axialer Richtung in die Haltekammer 194 eingeschoben werden. In the embodiment according to FIG. 13, the recess 120 has a further, namely the third boundary surface 184, against which the deflection piece 128 bears with a third contact surface 186. A further recess 188 is provided in the third boundary surface 184, which receives a further projection 190 of the contact surface 186. In order to be able to snap the projections 148 and 190 into the recesses 144 and 188, a slot 192 is provided in the deflection piece 128, which allows the contact surfaces 146 and 186 to spring together. In the first boundary surface 124, a holding chamber 194 is also provided, which receives a holding projection 196. The holding projection 196 is fastened to the contact surface 146 of the deflection piece 128 and can be pushed into the holding chamber 194 in the axial direction.

In der Ausführungsform nach den Figuren 15 und 16 sind analoge Teile mit gleichen Bezeugszeichen versehen wie in den Figuren 13 und 14, jeweils vermehrt um die Zahl 100. In the embodiment according to FIGS. 15 and 16, analog parts are provided with the same reference symbols as in FIGS. 13 and 14, each increased by the number 100.

Die Ausführungsform nach den Figuren 15 und 16 unterscheidet sich von derjenigen nach den Figuren 13 und 14 lediglich dadurch, dass die Haltekammer 194 und der Haltevorsprung 196 der früheren Ausführungsformen weggefallen sind und dafür das Umlenkstück 228 in die Aussparung 220 eingeklebt ist. Ferner ist das Umlenkstück 228 in der Ausführungsform nach Figuren 15 und 16 in axialer Richtung gekürzt, so dass der Umlenkkanal 262 im Gegensatz zu den Ausführungsformen nach Figuren 9,10 und 15 nur mehr einseitig von dem Umlenkstück begrenzt ist, nämlich im Bereich 282 und andererseits im Bereich 280 durch den Mutternkörper 210. The embodiment according to FIGS. 15 and 16 differs from that according to FIGS. 13 and 14 only in that the holding chamber 194 and the holding projection 196 of the earlier embodiments have been omitted and the deflection piece 228 is glued into the recess 220 for this purpose. Furthermore, the deflection piece 228 is shortened in the axial direction in the embodiment according to FIGS. 15 and 16, so that, in contrast to the embodiments according to FIGS. 9, 10 and 15, the deflection channel 262 is only limited on one side by the deflection piece, namely in the area 282 and on the other hand in the area 280 through the nut body 210.

Es ist auch denkbar, dass die Kugeln nur in einem schraubenförmigen Kanal des Mutternkörpers geführt sind und unter Vorspannung an einer glatten Spindel anliegen. Diese Ausführung des Kugelschraubtriebes wird eingesetzt in Fällen, in denen keine grossen Kräfte übertragen werden müssen und keine exakte Positionierung gefordert wird. Dieses System ist billig in der Herstellung und hat den Vorteil, dass bei Überlastung ein Durchrutschen der Spindel möglich ist und somit ein Überlastungsschutz besteht. It is also conceivable that the balls are only guided in a screw-shaped channel of the nut body and bear against a smooth spindle under pretension. This version of the ball screw drive is used in cases in which no large forces have to be transmitted and exact positioning is not required. This system is inexpensive to manufacture and has the advantage that if the spindle is overloaded, it is possible for the spindle to slip, thus providing overload protection.

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

B B

4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

645960 PATENT CLAIMS

1. Ball screw drive with a spindle and a nut body, which has an inner helical groove that is supplemented by the spindle to form a helical ball raceway and receives a host of endlessly revolving balls, an axially extending ball return channel being introduced into the nut body and at the two transitions Between the helical ball race channel on the one hand and the axial return channel on the other hand, a deflecting piece is inserted in a recess of the respective end face of the nut body that matches the outline of the nut body, which recess intersects the inner circumferential surface of the nut body, each of which has a tangent protruding into the ball race channel and lifting the balls from the spindle Deflection nose for the balls carries and has a deflection channel consisting of a tangential straight piece and a subsequent arc piece for transferring the balls, characterized in that the deflection channel (62) in its peripheral region remote from the nose I am open (Fig. 9 and 10), and that the balls (70) in this area follow an axially parallel first boundary surface (24) of the recess (20), which connects continuously and essentially tangentially to the groove bottom (32) of the nut groove (12).

2nd

s

2. Ball screw drive according to claim 1, characterized in that the deflection channel (62) both in its close to the associated nut body end surface (16) (82) and in its the nut body end surface (16) distant (80) circumferential area through the material of the deflection piece (28) is limited.

3. Ball screw drive according to claim 1, characterized in that the deflection channel (62) only in its circumferential area (82) close to the associated nut body end face (16) from the material of the deflection piece (28) and in its end face (16). 80) peripheral area is limited by the material of the nut body (10).

4. Ball screw drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first boundary surface (24) of the recess (20) is substantially flat and is tangent to the ball return channel (38).

5. Ball screw drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that the recess (20) to the outer circumferential surface (42) of the nut body (10) is closed.

6. Ball screw drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the presence of an end recess (18) on the inner circumference (14) of the nut body (10), the recess (20) also cuts the inner circumferential surface of the end recess (18) and the deflection piece ( 28) has an end extension (50), which is preferably used for the positive fixing of the deflection piece (28) in the recess (20).

7. Ball screw drive according to claim 6, characterized in that the radially inner boundary surface (72) of the end extension (50) of the deflection piece (28) complements the inner circumferential surface of the end recess (18) to the full cylinder surface.

8. Ball screw drive according to one of claims 1 to 7, characterized in that the deflection piece (28) in the radial and in the peripheral direction by abutting mating surfaces (46, 54 and 24, 26) of the deflection piece (28) and the recess (20 ) is fixed.

9. Ball screw drive according to claim 8, characterized in that the deflection piece (28) in addition to a first contact surface (46) for contact with the first boundary surface (24) a second to the first contact surface (46) substantially perpendicular contact surface (54) for contact on a second boundary surface (26) of the recess (20).

10th

10. Ball screw drive according to one of claims 1 to 9, characterized in that the deflection piece (28) in the axial direction of the nut body (10) is positively fixed in the nut body (10).

11. Ball screw drive according to claim 10, characterized in that the deflecting piece (28) in one (46) of its contact surfaces and the recess (20) in one (24) of its boundary surfaces have a pairing of a recess (44) and a projection (48) .

12. Ball screw drive according to one of claims 1 to 11, characterized in that the deflection piece (28) on the nut body (10) against radially inward lifting from the recess (20) is secured.

13. Ball screw drive according to claim 12, characterized in that the deflection piece (28) on the nut body (10) by a substantially radially directed rivet (76), a screw or a pin attached to the deflection piece (28) is attached.

14. Ball screw drive according to one of claims 12 and 13, characterized in that the deflection piece (128) in the recess (120) is secured by elastic locking.

15

15. Ball screw drive according to claim 14, characterized in that in the first boundary surface (124) near its nut groove end, but axially offset from the tangential straight piece (164) of the deflection channel (162), a holding chamber (194) is formed and on the deflection piece (128) a corresponding holding projection (196) for engaging in this holding chamber (194).

16. Ball screw drive according to claim 15, characterized in that the holding chamber (194) and the holding projection (196) are provided with complementary undercuts which can be pushed one above the other in the axial direction.

17. Ball screw drive according to one of claims 14 to 16, characterized in that the recess (120) has a third, adjacent to the second boundary surface (126), the first boundary surface (124) opposite boundary surface (184) and the deflection piece (128) accordingly a third contact surface (186), and that the first (146) and the third contact surface (186) of the deflection piece (128) are approachable against each other against elastic resistance.

18, characterized in that the deflection piece between the first (146) and the third (186) contact surface has a slot (192) substantially parallel to these.

18. Ball screw drive according to claim 17, characterized in that a projection (148, 190) and a recess (144, 188) are provided in at least one of the first (146) and the third (186) contact surfaces and in the associated boundary surface (124 or 184) .

19, characterized in that the deflection piece (128) is glued into the recess (120).

19. Ball screw drive according to one of claims 17 and

20th

20. Ball screw drive according to one of claims 12 to

21. Ball screw drive according to one of claims 1, 2, 4 to 20, characterized in that the deflection channel (62) encloses the balls (70) at an angle (a) of preferably 180 ° and more

22. Ball screw drive according to one of claims 1 to 21, characterized in that the balls (70) abut on the first boundary surface of the recess (20) on their way through the deflection channel (62).

23. Ball screw drive according to one of claims 1 to 22, characterized in that the spindle is also provided with a helical groove (60) which, together with the helical groove (12) of the nut body (10), defines the ball raceway.

24. Ball screw drive according to one of claims 1 to 22, characterized in that the spindle has a smooth-cylindrical outer surface.

25. Ball screw drive according to one of claims 1 to 24, characterized in that the grooves (12, 60) have a substantially circular cross section with a diameter which corresponds to the ball diameter or is larger by up to 10%, preferably by up to 5% than the ball diameter.

25th

30th

35

40

45

SO

SS

60

65

26. Ball screw drive according to one of claims 1 to 24, characterized in that the grooves (12, 60) have a pointed arch profile, the radius of the arches being up to 10%, preferably up to 5%, larger than the ball radius.